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Qualitätssicherung in der Montage: Fähigkeitsuntersuchung, Kalibrierung und Rückverfolgbarkeit

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Warum Fähigkeitsuntersuchungen und Kalibrierungen für die Qualitätssicherung wichtig sind 

Die heutige Industrielandschaft verlangt kompromisslose Qualitätsstandards. Eine effektive Qualitätssicherung kann Fehler um mehr als 30 % pro Jahr reduzieren. Es geht jedoch nicht nur darum, die Leistung der eingesetzten Betriebsmittel zu überprüfen – die zyklischen Gegenmessungen und Kalibrierungen treiben die kontinuierliche Verbesserung voran und gewährleisten die Konformität mit internationalen Standards. 

Bei Desoutter betrachten wir das Messen und die Analyse der Messdaten als wesentlich für Zuverlässigkeit, Sicherheit und Produkthaftung. In diesem Artikel wird erläutert, warum diese Schritte so wichtig sind und wie sie zur Qualitätssicherung beim Einsatz von Montagewerkzeugen beitragen. 

Was bedeutet die Kalibrierung eines Messgeräts?

Kalibrierung ist die Bestimmung und Dokumentation der Abweichung zwischen dem Messwert eines Messgeräts und dem Wert eines übergeordneten, in der Regel rückführbar kalibrierten, Referenzgeräts. Das bedeutet, dass zwei Werte miteinander verglichen werden, von denen einer als bekannt und feststehend angenommen wird, da er durch ein entsprechendes Zertifikat nachgewiesen werden kann.  

Bei der Kalibrierung eines Messgeräts wird die Korrelation zwischen einer Eingangsgröße und einer Ausgangsgröße unter definierten Bedingungen ermittelt und dokumentiert. Die Eingangsgröße ist zum Beispiel der zu messende physikalische Parameter, wie beispielsweise Drehmoment oder Winkel. Die Ausgabe ist häufig ein elektrisches Signal des Messgeräts, kann aber auch ein angezeigter Wert sein.

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Inwiefern hängt die Justage eng mit der Kalibrierung zusammen? 

Die Justage ist der Vorgang, bei dem ein Messgerät so eingestellt wird, dass die Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem angezeigten Messwert so gering wie möglich ist und innerhalb der Gerätespezifikation liegt. Die Justage beinhaltet oft eine Anpassung des Messgeräts. Diese Maßnahmen sind vor der Kalibrierung abzuschließen, daher ist die Justage oft eng mit der eigentlichen Kalibrierung verbunden. 

Das Ziel beider Verfahren zusammen ist das Erkennen und Dokumentieren von Abweichungen. Wenn während der Kalibrierung zum Beispiel festgestellt wird, dass der von einem Messgerät angezeigte Wert außerhalb der zulässigen Toleranzgrenzen liegt, muss das Gerät so lange justiert werden, bis die Messwerte innerhalb dieser Grenzen liegen. Aber eine Kalibrierung führt nicht immer zum gewünschten Ergebnis. Wenn die Werte zu stark streuen und außerhalb der zulässigen Grenzen liegen, muss der Kalibriergegenstadt gewartet werden. Nur ordnungsgemäß gewartete und eingestellte Messwerkzeuge gewährleisten korrekte Messergebnisse.

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Was bedeutet die Fähigkeitsuntersuchung für Montagewerkzeuge?

Das Gegenmessen beinhaltet eine gewisse Anzahl von Vergleichen, die durchgeführt werden, um den Wert einer Größe zu bestimmen, indem sie mit einer anerkannten Referenz verglichen wird. Es zielt darauf ab, eine quantitative Schätzung eines Phänomens oder einer Leistung zu erhalten, begleitet von einer inhärenten Messunsicherheit. Das Ergebnis einer Messung ist niemals exakt: Es stellt unter gegebenen Bedingungen immer die bestmögliche Näherung dar.

Bei Montagewerkzeugen bezeichnet die Messung den Prozess, bei dem festgestellt wird, ob das Werkzeug die erforderliche Leistung liefert – wie das korrekte Drehmoment, den Drehwinkel oder das richtige Anziehverhalten – indem sein Ergebnis mit einer bekannten Referenz verglichen wird. Es liefert ein quantifiziertes Ergebnis, das stets von einer gewissen Messunsicherheit begleitet wird und widerspiegelt, wie genau und zuverlässig das Werkzeug seine Verschraubungen ausführt.

In der industriellen Montage stellt die Fähigkeitsuntersuchung sicher, dass die Werkzeuge im Rahmen der Spezifikationen funktionieren, dass der Anziehprozess kontrolliert und wiederholbar bleibt und dass die Verschraubungsqualität definierte Standards erfüllt.
Sie ist daher ein zentrales Fundament der Metrologie und ein entscheidendes Element der Qualitätssicherung bei der Montage von Schraubverbindungen.

 

Was bedeutet „Normal” im industriellen Kontext?

Ein Normal ist die Definition einer bestimmten physikalischen Größe – d. h. es ist eine Art Referenz, wie die Atomuhr des Physikalisch-Technischen Bundesinstituts (PTB).  

Physikalische Grundgrößen wie Länge, Masse oder Temperatur sind sogenannte SI-Einheiten. Die meisten Länder haben ihre eigenen nationalen Normale zu diesen Größen, die wiederum regelmäßig auf internationaler Ebene verglichen werden. Für Deutschland liegen diese bei der PTB. Normale, die im Produktionsprozess verwendet werden, werden als Gebrauchsnormale bezeichnet. Dazwischen befinden sich noch die sogenannten Bezugsnormale, auch als DAkkS-Normale bezeichnet.

Bei Desoutter setzen wir grundsätzlich rückführbar kalibrierte Messinstrumente ein, um die Leistung der Schraubwerkzeuge zu beurteilen.

 

Wann und wie oft findet eine Verifizierung statt?

Die Verifizierung ist der Prozess der Überprüfung eines Instruments im Vergleich zu einer Referenzeinheit, um sicherzustellen, dass es den vom Hersteller angegebenen Spezifikationen entspricht. Die Intervalle der Kalibrierung für Messinstrumente und Fähigkeitsmessung von Produktionsmitteln hängen von mehreren Faktoren ab, darunter:

  • Anzahl der durchgeführten Messvorgänge oder produzierte Menge
  • Zulässige Toleranzen
  • Zustand der Messgeräte und -ausrüstung
  • Stabilität früherer Messergebnisse
  • Erforderliche Genauigkeit
  • Anforderungen der Qualitätssicherung
  • Umgebungsbedingungen

Daher müssen die Überprüfungsintervalle je nach Anwendung und Benutzeranforderungen individuell festgelegt und überwacht werden. Diese Verantwortung liegt in der Regel beim Qualitätsmanager des Unternehmens. Bei neuen Messgeräten werden zum Beispiel die Intervalle der Kalibrierung häufig zunächst auf einen kürzeren Zeitraum festgelegt und dann auf der Grundlage der Langzeitstabilität angepasst. In den meisten Fällen ist eine jährliche Kalibrierung ausreichend. Wir empfehlen jedoch unterjährig, also in kürzeren Abständen, einen regelmäßigen Plausibilitätscheck, um schmerzlichen Überraschungen bei dem Feststellen einer Abweichung nach einem Jahr vorzubeugen.

Diese Vorgehensweise ist auch für die Intervalle der Fähigkeitsuntersuchung für Schraubwerkzeuge übertragbar.

Warum ist die eine Zertifizierung ein entscheidender Schritt?

Die Zertifizierung ist die Bestätigung von Prozessen und Routinen in Bezug auf Normen und Standards durch eine unabhängige, akkreditierte Zertifizierungsstelle. Das ausgestellte Zertifikat bestätigt die Konformität mit den geltenden Normen. Zertifikate werden oft mit einem Ablaufdatum ausgestellt und unabhängig überprüft, um die Konformität mit den Vorschriften jederzeit sicherzustellen.

Möchten Sie mehr über gesetzliche Pflichten erfahren? Lesen Sie unseren aktuellen Artikel zu diesem Thema:

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Qualitätssicherung: Normen und Standards, die Sie kennen müssen

Warum ist Genauigkeit ein entscheidender Faktor?

Die Genauigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Messinstruments oder einer Maschine, Werte zu liefern, die nahe am tatsächliche Wert liegen. Im Zusammenhang mit Genauigkeit werden häufig die beiden Maschinenfähigkeitsindizes Cm und Cmk genannt. Erfahren Sie mehr in unserem speziellen Artikel: Maschinenfähigkeitsindex: Referenz für die Bewertung der Genauigkeit

Diese Indizes wurden in der Automobilindustrie als Methode zur Bewertung der Qualität und Eignung von Elektrowerkzeugen etabliert.

Wie beeinflusst die Messunsicherheit die Wahl des Messgeräts?

Die Messunsicherheit quantifiziert die Genauigkeit eines Messgeräts unter Betriebsbedingungen. Sie ist kein fester Wert und muss für jede Messeinrichtung individuell bestimmt werden. Sie wird auch dazu verwendet, um letztendlich festzustellen, ob ein Messgerät für den erforderlichen Qualitätsprozess geeignet ist. Die optimale Wahl eines Messgeräts spart Kosten, da eine übermäßige Genauigkeit unnötig und teuer sein kann. Eine klare Toleranzvorgabe für Ihre Anwendungen kann Ihnen dabei helfen.

Warum ist die Weiterdrehmomentprüfung wichtig?

Beim Prüfen des Weiterdrehmomentes wird das Drehmoment ermittelt, welches notwendig ist, das gesamte Verbindungselement einer bereits angezogenen Schraubenverbindung nach Ende des Verschraubungsvorgangs in Anziehrichtung weiter zu drehen. Dieser Schritt stellt sicher, dass die Verbindung das richtige Drehmomentniveau beinhaltet, und hilft, mögliche Fehler in der Verbindung zu erkennen. Es handelt sich um einen wichtigen Prüfschritt für alle kritischen Anwendungen: Die frühzeitige Erkennung von Fehlern in einer Schraubverbindung verhindert Ausfälle und garantiert die Konformität mit den Spezifikationen. Die Weiterdrehmomentprüfung wird regelmäßig in Stichproben an bereits I.O. verschraubten Bauteilen durchgeführt, um die ordnungsgemäße Funktion der Verbindung zu bestätigen.

Sie kann nach der Montage mit geeigneten Messmitteln durchgeführt werden, die bestimmte Anforderungen erfüllen. Dies sind in der Regel messende Drehmomentschlüssel, wie die Werkzeuge der Q-Shield Baureihe.

Wenn das Weiterdrehmoment nicht den erwarteten Wert ergibt, sind verschiedene Ursachen möglich. Oft liegt es nicht an dem Montagewerkzeug selbst, es können auch Materialprobleme der Verbindungselemente oder andere, äußere Einflüsse vorliegen, die es nun zu korrigieren gilt.

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Wie ist die Toleranzvorgabe bei Verschraubungsparametern zu interpretieren?

Die Toleranz ist die Differenz zwischen der erlaubten Ober- und Untergrenze, d. h. die zulässige Abweichung von einem Sollwert. Abweichungen vom Sollwert sind grundsätzlich zulässig, solange der Wert innerhalb des definierten Toleranzbereichs bleibt.

Neben der Überwachung, dass alle Istwerte immer innerhalb der definierten Toleranzgrenzen bleiben, ist es zusätzlich hilfreich, die Streuung der Ergebnisse und deren Trends ebenso zu verfolgen, da sie die Prozessstabilität und eine gleichbleibende Produktqualität gewährleistet.

 

Wie hilft die Rückverfolgbarkeit bei der Einhaltung nationaler Standards? 

Rückverfolgbarkeit beschreibt einen Prozess, bei dem der von einem Messgerät angezeigte Wert in einem oder mehreren Schritten mit nationalen Standards verglichen wird. Dieses Konzept ist von zentraler Bedeutung für die Rückverfolgbarkeit in der Fertigung. In jedem Schritt wird ein Messgerät mit einem Messstandard (Referenz) verglichen, der durch eine Kalibrierung mit einem übergeordneten Messstandard kalibriert wurde. Die Messunsicherheit nimmt mit zunehmender Entfernung vom höchsten Standard in der Hierarchie zu. Jeder Standard oder jedes Messgerät sollte mit einer Referenz höherer Ordnung kalibriert werden. In der Regel sollte der für Kalibrierungen verwendete Standard (Referenz) mindestens fünfmal höher in Bezug auf die Genauigkeit sein als das zu kalibrierende Gerät, um eine zuverlässige Rückverfolgbarkeit in der Fertigung zu gewährleisten.

Erfahren Sie mehr über unsere Messtechnik!

Qualitätskontrolle

Qualitätssicherung - Handlungsempfehlungen

Die Qualitätssicherung bei Montageoperation erfordert verschiedene Schritte: 

Was sind die wichtigen Faktoren bei der Auswahl Ihrer Messtechnik? 

  • Liste der Werkzeuge / Schraubfälle / Drehmomentvorgaben mit Toleranzen 
  • Klassifizierung Ihrer Verbindungen (zur Festlegung des Prüfintervalls) 
  • Gewünschtes Verfahren für den Fähigkeitsnachweis der Werkzeuge, für das Weiterziehen und Kalibrierung der eingesetzten Messmittel 
  • Erfassung sowie Pflege der Daten sowie diese zugänglich halten

Qualität ist der stille Botschafter Ihrer Fabrik! 

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Die Maschinenfähigkeitsuntersuchung beschreibt die Fähigkeit einer Maschine, Ergebnisse zu liefern, die eine sichere Fertigung eines Merkmals innerhalb der definierten Toleranzgrenzen gewährleistet. Das Ergebnis der Untersuchung wird in Form von Fähigkeitskennwerten cm und cmk dargestellt.

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Vereinfachen Sie die Überprüfung und Justage Ihrer Werkzeuge! Entdecken Sie den WRT

Desoutter hat eine Lösung entwickelt, die das Drehmomentmanagement deutlich vereinfacht, die Datenerfassung zuverlässiger macht und die Qualitätskontrolle auf ein neues Effizienzniveau hebt. Das Ergebnis ist unser Wireless Rotary Torque Transducer (WRT) – ein rotierender Drehmomentsensor, der eine neue Generation der Drehmoment-Messtechnik repräsentiert. Er bietet eine einfache und effiziente Möglichkeit zur Werkzeugverifizierung und -kalibrierung – ganz ohne zusätzliche Kabel oder Software. Dieser kompakte, leistungsstarke Drehmomentsensor ermöglicht die Kalibrierung einer Vielzahl von Werkzeugen, darunter Klick- und Gleitschlüssel, Druckluftwerkzeuge, Schraubendreher und sogar Impulsschrauber.